(57)【要約】【課題】  ドライバの要求を正確に反映したアクセルペダル開度の最適値を算出する。【解決手段】  車両のアクセルペダルの開度（Ｘ）を検出するアクセルペダル開度検出手段と、アクセルペダル開度検出手段により検出されたアクセルペダル開度を使用することにより、ドライバの加減速要求量（ＸＺ）を逆変換モデル（１１１〜１１４）を通じて算出する加減速要求量算出手段と、アクセルペダル開度（Ｘ）と加減速要求量算出手段により算出された加減速要求量（ＸＺ）とを使用することにより、アクセルペダル開度の最適値（ＸＡ）を算出するアクセルペダル開度最適値算出装置が提供される。逆変換モデルはハイパスフィルタ処理（１１１〜１１３）を含んでおり、ハイパスフィルタ処理に使用される時定数（Ｔｓ）およびゲイン（Ｇａ）のうちの少なくとも一方を調整することもにより、ドライバの加減速要求量のアクセルペダル開度の最適値に対する割合を変化させられる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
前記アクセルペダル開度検出手段により検出されたアクセルペダル開度を使用することにより、ドライバの加減速要求量を逆変換モデルを通じて算出する加減速要求量算出手段と、
前記アクセルペダル開度と前記加減速要求量算出手段により算出された加減速要求量とを使用することにより、アクセルペダル開度の最適値を算出するアクセルペダル開度最適値算出装置。
【請求項２】
前記逆変換モデルはハイパスフィルタ処理を含んでいる請求項１に記載のアクセルペダル開度最適値算出装置。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタ処理に使用される時定数およびゲインのうちの少なくとも一方が調整可能であり、それにより、前記ドライバの加減速要求量の前記アクセルペダル開度の最適値に対する割合を変化させられるようにした請求項２に記載のアクセルペダル開度最適値算出装置。
【請求項４】
さらに、前記アクセルペダル開度の変化量を算出するアクセルペダル開度変化量算出手段を具備し、前記加減速要求量算出手段は前記アクセルペダル開度と前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されるアクセルペダル開度変化量とを使用することにより前記加減速要求量を算出しており、
車両を加速する際に前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されたアクセルペダル開度変化量が零より小さい場合には、前記アクセルペダル開度の変化量を零にするようにした請求項１から３のいずれか一項に記載のアクセルペダル開度最適値算出装置。
【請求項５】
さらに、車両を減速する際に前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されたアクセルペダル開度変化量が零より大きい場合には、前記アクセルペダル開度の変化量を零にするようにした請求項４に記載のアクセルペダル開度最適値算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が加速または減速する際に車両に必要とされるアクセルペダル開度の最適値を車両の運転状態に応じて算出することのできる車両のアクセルペダル開度最適値算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、車両の加速または減速時にドライバの要求に応じた駆動力を算出することによりドライバビリティを高めるようにした制御装置が採用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、車両の運転状態に応じて車両が必要とする目標駆動力を演算する駆動力演算装置が開示されている。この駆動力演算装置においては、車速センサにより検出された車速変化に基づいてドライバの要求する加速度または駆動力が算出され、その加速度または駆動力の極大値の平均値に応じて補正係数が算出され、その補正係数を用いて車両の目標駆動力が算出されている。このような目標駆動力を算出する際には、アクセルペダルの踏込み量を検出し、検出されたアクセルペダルの踏込み量を前記補正係数で補正することが行われており、それにより、ドライバの要求に応じた目標駆動力が算出される。
【特許文献１】特開平８−２００１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ドライバはアクセルペダルの踏込み度合いを変化させることにより車両の駆動トルクを調節し、それにより、車両を加速または減速させている。このため、ドライバにより踏込まれるアクセルペダルのアクセルペダル開度の挙動自体が、車両の加減速に対するドライバの要求を最も直接的に反映しているといえる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の駆動力演算装置においては、車速センサにより検出された車両の実際の車速変化を用いて補正係数を算出し、この補正係数を最適化するためにアクセルペダル開度が適宜採用されている。つまり、特許文献１における補正係数はアクセルペダル開度を必ずしも用いる必要はなく、アクセルペダルを用いなくても補正係数を算出することができる。従って、このような場合には車両の加減速に対するドライバの要求が正確に反映されない可能性がある。また、特許文献１においては補正係数を最適化するためにアクセルペダル開度を使用する場合であっても、アクセルペダル開度はあくまでも補助的に使用されるのみであるので、車両の加減速に対するドライバの要求を正確に反映しているとは言い難い。
【０００６】
さらに、車両の駆動トルクは、単に計測時におけるアクセルペダル開度自体だけでなく、ドライバがアクセルペダルを踏込むときの踏込み方、アクセルペダルを踏込んでからの経過時間、およびアクセルペダルの踏込履歴に対しても反映されると考えられる。このため、このようなことを考慮した上で、アクセルペダル開度を通じて車両の加減速に対するドライバの要求を得るのが好ましい。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、アクセルペダル開度の挙動を用いることにより、ドライバの要求をより正確に反映したアクセルペダル開度の最適値を算出することのできるアクセルペダル開度最適値算出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために１番目に記載の発明によれば、車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、前記アクセルペダル開度検出手段により検出されたアクセルペダル開度を使用することにより、ドライバの加減速要求量を逆変換モデルを通じて算出する加減速要求量算出手段と、前記アクセルペダル開度と前記加減速要求量算出手段により算出された加減速要求量とを使用することにより、アクセルペダル開度の最適値を算出するアクセルペダル開度最適値算出装置が提供される。
【０００９】
すなわち１番目の発明においては、車両の加減速に対するドライバの要求を最も反映しているアクセルペダル開度を使用して所定の逆変換モデルから逆変換することによりドライバの加減速要求量を推定し、それにより、アクセルペダル開度の最適値を算出しているので、ドライバの要求に応じたアクセルペダル開度の最適値を正確に算出することができる。そして、算出されたアクセルペダル開度の最適値に基づいてドライバが要求している駆動トルクを算出し、この駆動トルクに基づいて車両に搭載された内燃機関を駆動させることにより、ドライバの要求に応じた車両挙動を実現でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。なお、アクセルペダル開度は、単なるアクセルペダル開度、つまり角度だけでなく、アクセルペダルの踏込量も含むものとする。
【００１０】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記逆変換モデルはハイパスフィルタ処理を含んでいる。
すなわち２番目の発明においては、アクセルペダル開度に関する信号をハイパスフィルタに通過させることにより、比較的簡易な方法でドライバの加減速要求量を算出することができる。
【００１１】
３番目の発明によれば、２番目の発明において、前記ハイパスフィルタ処理に使用される時定数およびゲインのうちの少なくとも一方が調整可能であり、それにより、前記ドライバの加減速要求量の前記アクセルペダル開度の最適値に対する割合を変化させられるようにした。
すなわち３番目の発明においては、アクセルペダル開度最適値算出装置が搭載される車両の種類に応じて、アクセルペダル開度の最適値を調整することにより、車両の種類に応じてドライバビリティを向上させることが可能となる。例えばスポーツカー（Ｓｐｏｒｔｓ−ｃａｒ）の場合にはゲインを小さくするかおよび／または時定数を大きくし、また、車両がラグジュアリーカー（Ｌｕｘｕｒｙ  ｃａｒ）の場合にはゲインを大きくするかおよび／または時定数を小さくするのが好ましい。
【００１２】
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記アクセルペダル開度の変化量を算出するアクセルペダル開度変化量算出手段を具備し、前記加減速要求量算出手段は前記アクセルペダル開度と前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されるアクセルペダル開度変化量とを使用することにより前記加減速要求量を算出しており、車両を加速する際に前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されたアクセルペダル開度変化量が零より小さい場合には、前記アクセルペダル開度の変化量を零にするようにした。
すなわち４番目の発明においては、ドライバが比較的長時間に亙って車両の加速を要求している場合には、所定時間毎にアクセルペダル開度変化量を検出するとアクセルペダル開度変化量が局所的に零より小さい値、つまり負の値である場合が生じうる。アクセルペダル開度変化量が負の値であるときには車両は実際には減速するが、４番目の発明においてはこのときのアクセルペダル開度変化量を零とすることにより、局所的に減速されることなしに車両を加速し、ドライバの加速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを向上させることができる。
【００１３】
５番目の発明によれば、４番目の発明において、さらに、車両を減速する際に前記アクセルペダル開度変化量算出手段により算出されたアクセルペダル開度変化量が零より大きい場合には、前記アクセルペダル開度の変化量を零にするようにした。
すなわち５番目の発明においては、ドライバが比較的長時間に亙って車両の減速を要求している場合には、所定時間毎にアクセルペダル開度変化量を検出するとアクセルペダル開度変化量が局所的に零より大きい値、つまり正の値である場合が生じうる。アクセルペダル開度変化量が正の値であるときには車両は実際には加速するが、５番目の発明においてはこのときのアクセルペダル開度変化量を零とすることにより、局所的に加速されることなしに車両を減速し、ドライバの減速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
各発明によれば、ドライバの要求に応じたアクセルペダル開度の最適値を正確に算出することができるという共通の効果を奏しうる。
さらに、２番目の発明によれば、比較的簡易な方法でドライバの加減速要求量を算出することができるという効果を奏しうる。
さらに、３番目の発明によれば、車両の種類に応じてドライバビリティを向上させることが可能となるという効果を奏しうる。
【００１５】
さらに、４番目の発明によれば、ドライバの加速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを向上させることができるという効果を奏しうる。
さらに、５番目の発明によれば、ドライバの減速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを向上させることができるという効果を奏しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明を４ストローク圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１を参照すると、１は車両に搭載された機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１５により駆動されるスロットル弁１６が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１７および排気管１８を介して酸化機能を有する触媒１９を内蔵した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニホルド１７内には空燃比センサ２１が配置される。
【００１７】
各燃料噴射弁６は燃料供給管２５を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２６に連結される。このコモンレール２６内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２７から燃料が供給され、コモンレール２６内に供給された燃料は各燃料供給管２５を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２６にはコモンレール２６内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ２８が取付けられ、燃料圧センサ２８の出力信号に基づいてコモンレール２６内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２７の吐出量が制御される。
【００１８】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。空燃比センサ２１の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され、燃料圧センサ２８の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。機関本体１には機関冷却水温を検出するための温度センサ２９が取付けられ、この温度センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、少なくとも一つの吸気枝管１１内には吸入空気の温度を検出するための温度センサ４４が取付けられ、この温度センサ４４の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、触媒１９上流の排気通路内には触媒１９に流入する排気ガスの温度を検出するための温度センサ４５が配置され、触媒１９下流の排気通路内には触媒１９から流出した排気ガスの温度を検出するための温度センサ４６が配置される。これら温度センサ４５，４６の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００１９】
アクセルペダル６０にはアクセルペダル６０のアクセルペダル開度センサ４１が接続され、アクセルペダル開度センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２（いわゆる回転数センサ）が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁６、ステップモータ１５および燃料ポンプ２７に接続される。
【００２０】
図２は、本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示すものである。この実施形態に係るアクセルペダル装置は、図２に示すように、自動車等の車体（図示しない）に固定されるブラケット６１と、ブラケット６１に一体的に形成された本体部分としてのハウジング６２と、ハウジング６２を覆うカバー６３と、ハウジング６２及びカバー６３に回動自在に支持されたペダル軸６４と、ペダル軸６４に固着されて揺動自在に支持されたペダルアーム６５と、運転者が踏力を及ぼすアクセルペダル６０と、ペダル軸６４の周りに配置された復帰スプリング６７（図示しない）と、ペダルアーム６５の自由端部の領域に配置された摩擦力発生機構（図示しない）と、アクセルペダル６０の開度を検出するアクセルペダル開度センサ４１を備えている。
【００２１】
図２に示されるアクセルペダル６０においては、アクセルペダル６０の開度はアクセルペダル開度センサ４１を通じてペダル軸６４の回転角度から求められる。図２から分かるように、本発明におけるアクセルペダル開度は、アクセルペダル６０が踏込まれていない状態を０％（図２において実線で示される右側のアクセルペダル６０）とし、アクセルペダル６０が完全に踏込まれた状態を１００％（図２において仮想線で示される左側のアクセルペダル６０）としている。また、アクセルペダル開度が０％であるときと１００％であるときとの間におけるペダル軸６４の全回転角度は予め分かっている。従って、アクセルペダル６０がドライバにより踏込まれたときのペダル軸６４の回転角度と前述した全回転角度とを比較することにより、このときのアクセルペダル開度を百分率として％表示することができる。
【００２２】
なお、アクセルペダル６０の裏側にロッド（図示しない）を摺動可能に設けておき、アクセルペダル６０が踏込まれたときにこのロッドが押し込まれる押込長さをアクセルペダル開度センサ４１が検出する構成としてもよい。このような構成のアクセルペダル６０の場合にも、押込長さが最小であるときのアクセルペダル開度を０％とすると共に押込長さが最大であるときのアクセルペダル開度を１００％とすることにより、アクセルペダル開度を同様に％表示するものとする。
【００２３】
図３は車両加速時における本発明の第一の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。図３にフローチャートとして示されるプログラム１００は電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されていて、機関本体１が搭載されている車両の加速時に適宜実行されるものとする。
【００２４】
図３に示されるプログラム１００のステップ１０１においては、アクセルペダル開度センサ４１を通じてアクセルペダル６０に関する現在のアクセルペダル開度Ｘを検出する。次いで、ステップ１０１で検出されたアクセルペダル開度Ｘを用いて、ドライバが要求している加速要求量ＸＺを算出する。加速要求量ＸＺは図３の大ステップ１１０に示される逆変換モデルを通じて算出される。
【００２５】
図３の大ステップ１１０を説明するに際し、図４および図５を適宜参照するものとする。図４はアクセルペダル開度と時間との関係を示す一つの実験例を示す図である。図４においては横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度を示している。前述したようにアクセルペダル開度の単位は％である。図４に示される実線はアクセルペダル開度Ｘの挙動を示しており、破線はドライバの加速要求量ＸＺの挙動を示しており、一点鎖線は本発明に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置により算出されたアクセルペダル開度の最適値ＸＡの挙動を示している。
【００２６】
図５（ａ）から図５（ｃ）は図４の一部分を簡略化して示すモデル図であり、アクセルペダル開度最適値を導出するのを説明するための図である。これら図面においても、横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度を示している。
【００２７】
再び図３を参照すると、図３の大ステップ１１０におけるステップ１１１からステップ１１３においてはいわゆるハイパスフィルタ処理が行われている。以下、この処理について説明すると、ステップ１１１においては、ステップ１０１において検出された現在のアクセルペダル開度Ｘと、このアクセルペダル開度Ｘを検出したときよりも所定時間Δｔ、例えば８ｍｓだけ前の時間において既に検出されたアクセルペダル開度Ｘ０との間の変化量ΔＸが算出される。図５（ａ）においては、ドライバがアクセルペダル６０を操作することにより、アクセルペダル開度が略ステップ状に上昇している様子が示されている。そして、図５（ａ）に示されるように、所定の時間Δｔにおいてアクセルペダル開度がＸ０からＸまで上昇すると、このときのアクセルペダル開度の変化量ΔＸはＸとＸ０との間の差分として式ΔＸ＝Ｘ−Ｘ０により算出される。そして、図５（ａ）に示されるように、車両加速時には、アクセルペダル開度の変化量ΔＸ（＝Ｘ−Ｘ０）は正の値である。
【００２８】
次いで、ステップ１１２に進み、遅れ比を示す定数Ｔｒを算出する。遅れ比を示す定数Ｔｒは一次遅れ応答の時定数Ｔｓと前述した所定の時間Δｔとを用いて、Ｔｒ＝Δｔ／Ｔｓとして表される。時定数Ｔｓは実験などにより予め定められた定数であり、例えば車両の種類および回転数センサ４２から検出された機関回転数ＮＥなどの関数としてマップの形で電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されているものとする。定数Ｔｒは時定数Ｔｓについての双曲線であるので、例えば時定数Ｔｓが大きくなれば定数Ｔｒは小さくなり、時定数Ｔｓが小さくなれば定数Ｔｒは大きくなる。従って、機関本体１が搭載される車両の車種に応じて定数Ｔｒを変更し、後述するドライバ加減速要求量ＸＺの値を調整することができる。後述する式（１）から分かるように、定数Ｔｒが大きい場合にはハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚが小さくなる。従って、スポーツカーの場合には時定数を大きくし、また、車両がラグジュアリーカーの場合には時定数を小さくするのが好ましい。これにより、車両の種類に応じてドライバビリティを向上させられる。
【００２９】
次いで、ステップ１１３においてアクセルペダル開度の変化量ΔＸについてハイパスフィルタ処理を行う。ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚは定数Ｔｒを用いて次の式で表される。
Ｚ＝ΔＸ＋Ｚ０・ｅｘｐ（−Ｔｒ）………式（１）
ここで、Ｚ０は、所定時間Δｔだけ前におけるアクセルペダル開度の変化量ΔＸ０についてハイパスフィルタ処理を行った後のアクセルペダル開度変化量である。現在よりもΔｔだけ前のアクセルペダル開度をＸ０とし、これよりさらにΔｔだけ前のアクセルペダル開度をＸ００とすれば、ΔＸ０は、式ΔＸ０＝Ｘ０−Ｘ００で表される。
【００３０】
図６は式（１）を説明するためのモデル図であり、横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度を示している。以下、図６を参照しつつ、式（１）について説明する。図６において実線は図５の場合と同様に、車両の加速時においてＸ０からＸまで略ステップ状に上昇したアクセルペダル開度を示している。そして、図６における破線Ｙはハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度の挙動を示している。この破線Ｙは一次遅れ応答モデルを用いて以下の式（２）により計算することができる。
Ｙ＝Ｙ０・ｅｘｐ（−Ｔｒ）＋Ｘ０・（１−ｅｘｐ（−Ｔｒ））………式（２）
ここで、Ｙはハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度を示し、Ｙ０は所定時間Δｔだけ前におけるハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度を示している。Ｘ０、Ｔｒについては前述した通りである。
【００３１】
ところで、図６に示される一次遅れ応答を示す破線Ｙはハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量の挙動（図５（ｂ）に示されるドライバ加減速要求量ＸＺを参照されたい）に類似していることが分かっている。従って、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚは、図６から分かるように以下の式（３）により表される。
Ｚ＝Ｘ−Ｙ………式（３）
ここで、式（２）により得られるＹを式（３）に代入すると、以下の式（４）が得られる。
Ｚ＝Ｘ−（Ｙ０・ｅｘｐ（−Ｔｒ）＋Ｘ０・（１−ｅｘｐ（−Ｔｒ）））
＝（Ｘ−Ｘ０）＋（Ｘ０−Ｙ０）・ｅｘｐ（−Ｔｒ）………式（４）
ところで、Ｘ−Ｘ０＝ΔＸ、およびＺ０＝Ｘ０−Ｙ０であるので、これらを式（４）に代入することにより、前述した式（１）が導出される。
【００３２】
なお、図３におけるステップ１１３ではハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを式（１）により算出しているが、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを他の式、例えば以下の式（５）により算出するようにしてもよい。
Ｚ＝（ΔＸ＋Ｚ０）・ｅｘｐ（−Ｔｒ）………式（５）
図７は式（１）および式（５）により算出されるハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを比較するための図であり、横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度を示している。図７に示されるように、式（５）の場合のハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚ５（破線により示す）にはなまし量が式（１）の場合のハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚ１（実線により示す）よりも多くなる。従って、このような制御が好ましい場合には式（１）の代わりに式（５）を用いてハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを算出するようにすることもできる。
【００３３】
次いで、ステップ１１４に進み、ステップ１１３で得られたハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚについてのゲインを調整し、以下の式（６）を用いてドライバの加速要求量ＸＺを算出する。
ＸＺ＝ｍａｘ（Ｚ、０）・Ｇａ………式（６）
ここで、Ｇａはゲインであり、時定数Ｔｓの場合と同様に、例えば車両の種類および回転数センサ４２から検出された機関回転数ＮＥなどの関数としてマップの形で電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されているものとする。
【００３４】
なお、前述したように図３のステップ１１４で使用されるゲインＧａは車両の種類などに応じて異なる値を採用することができる。つまり、例えばスポーツカーの場合にはゲインＧａを小さくし、また、車両がラクシャリィカーの場合にはゲインＧａを大きくすることにより、車両の種類に応じてドライバビリティを向上させられる。
【００３５】
式（６）においては、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚと零との最大値に対してゲインＧａを乗算している。式（６）において、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚと零との最大値を採用しているのは、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚが負の値となる場合を除外するためである。つまり、ステップ１１４においては、ハイパスフィルタ処理の結果としてのアクセルペダル開度変化量Ｚが下に凸な挙動を示す場合にはステップ１１４においてこのような挙動が零になるようにしている。これにより、図３に示されるプログラム１００によるアクセルペダル開度最適値ＸＡの算出を加速制御のときにのみ行うようにすることができる。
【００３６】
図４を用いて、このことを説明する。図４に示される時間帯Δｔ０においては、アクセルペダル開度Ｘがステップ状に下降している。従って、このときには車両が減速制御されていることが分かる。このような場合に前述したハイパスフィルタ処理を行うと、図４には示さないものの、加速要求量ＸＺは下に凸な挙動を示すはずである。ところが、本発明においては図３のステップ１１４により減速時に生じうる下に凸な挙動を除外するようにしているので、減速制御されている時間帯、例えば時間帯Δｔ０においては加速要求量ＸＺは零のままとなっている。
【００３７】
そして、ステップ１１４におけるこのような処理により、ハイパスフィルタ処理およびゲイン調整の行われた加速要求量ＸＺが得られる。図５（ｂ）はドライバの加速要求量ＸＺと時間との関係を示す図であり、横軸は時間を示しており、縦軸は加速要求量ＸＺを示している。図５（ｂ）に示されるように、図３におけるステップ１１４での処理後においては加速要求量ＸＺは比較的鋭い上に凸な挙動を示す。ドライバがアクセルペダル６０を速く踏込むときには高周波成分がアクセルペダル開度Ｘに比較的多く含まれるので、加速要求量ＸＺは比較的大きくなる（図４における時間ΔｔＡを参照されたい）。これに対し、ドライバがアクセルペダル６０を低速で踏込むときには、加速要求量ＸＺは比較的小さくなる（図４における時間ΔｔＢを参照されたい）。
【００３８】
最終的にステップ１２０に進み、アクセルペダル開度の最適値ＸＡを算出する。図５（ｃ）はアクセルペダル開度の最適値ＸＡと時間との関係を示す図であり、横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度の最適値ＸＡを示している。図５（ｃ）に示されるようにアクセルペダル開度の最適値ＸＡは、図５（ａ）に示されるアクセルペダル開度Ｘおよび図５（ｂ）に示されるドライバの加速要求量ＸＺとを加算することにより得られている。本実施形態ではアクセルペダル開度Ｘと加速要求量ＸＺとを単に加算しているが、アクセルペダル開度Ｘおよび加速要求量ＸＺを用いて他の方法でアクセルペダル開度最適値ＸＡを算出するようにしてもよい。
【００３９】
なお、図６に示されるようにプログラム１００により得られるアクセルペダル開度の最適値ＸＡは、アクセルペダル開度Ｘからハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度の挙動Ｙを減じた部分（図６におけるＺに相当する）を単に反転させてアクセルペダル開度Ｘに加算したものと解釈することも可能である。
【００４０】
本実施形態ではアクセルペダル開度Ｘと加速要求量ＸＺとを単に加算しているが、アクセルペダル開度Ｘおよび加速要求量ＸＺを用いて他の方法でアクセルペダル開度最適値ＸＡを算出するようにしてもよい。
【００４１】
このように本発明においては、車両加速時にドライバがアクセルペダル６０を早く踏込むことによりアクセルペダル開度の変化量ΔＸが大きい場合にはハイパスフィルタ処理により得られる挙動、つまりドライバの加速要求量ＸＺはより鋭くなり、これをアクセルペダル開度Ｘに加算してアクセルペダル開度の最適値ＸＡを算出する。本発明においては、車両の加速に対するドライバの要求を最も反映しているアクセルペダル開度Ｘを使用して所定の逆変換モデルから逆変換することによりドライバの加速要求量ＸＺを推定し、それにより、アクセルペダル開度の最適値ＸＡを算出しているので、ドライバの要求に応じたアクセルペダル開度の最適値ＸＡを正確に算出することができる。
【００４２】
さらに、本発明においては、算出されたアクセルペダル開度の最適値ＸＡに基づいてドライバが要求している駆動トルクを別途算出し、この駆動トルクに基づいて車両に搭載された内燃機関を駆動させることもできる。従って、ドライバの要求に応じた車両挙動を実現でき、ドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００４３】
図８は、車両加速時における本発明の第二の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。図８にフローチャートとして示されるプログラム２００は電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されていて、機関本体１が搭載されている車両の加速時に適宜実行されるものとする。
【００４４】
図８から分かるように、プログラム２００においては、ステップ２１１とステップ２１２との間に新たなステップ２１１ａおよびステップ２１１ｂが追加されている。以下、これらステップ２１１ａ、２１１ｂについて説明する。図８に示されるプログラム２００内の他のステップ、つまりステップ２０１、ステップ２１１〜２１４およびステップ２２０は図３に示されるプログラム１００のステップ１０１、ステップ１１１〜１１４およびステップ１２０と同一であるので説明を省略する。
【００４５】
プログラム２００のステップ２１１ａにおいては、ステップ２１１で算出されたアクセルペダル開度の変化量ΔＸが所定の値Ｋ１よりも小さいか否かが判定される。所定の値Ｋ１は実験などにより予め定められた零または零に比較的近い負の値であり、例えば機関回転数ＮＥおよび機関のトルクなどの関数としてマップの形で電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されているものとする。
【００４６】
図９はアクセルペダル開度と時間との関係を示す他の図であり、横軸は時間を示しており、縦軸はアクセルペダル開度を示している。ドライバがアクセルペダル６０を操作する際には図９において破線Ｘ’により示されるようにアクセルペダル開度は完全なステップ状になることは少なく、実際には実線Ｘにより示されるように上に凸および下に凸な部分を含むことが多い。このような場合には比較的長時間に亙って見れば車両は全体的には加速されているが、局所的には車両が減速制御されている部分もある。図示される所定の時間Δｔ１およびΔｔ２は、アクセルペダル開度が局所的に低下している時間帯を示している。なお。図示される所定の時間Δｔ１およびΔｔ２は前述した所定の時間Δｔと同一長さの時間であるものとする。
【００４７】
例えば所定の時間Δｔ１においては、この所定の時間Δｔ１の右端に対応するアクセルペダル開度の値が現在のアクセルペダル開度Ｘに相当し、所定の時間Δｔ１の左端に対応するアクセルペダル開度の値がそれよりも所定の時間Δｔだけ前のアクセルペダル開度Ｘ０に相当する。そして、所定の時間Δｔ１について、アクセルペダル開度の変化量ΔＸ（＝Ｘ−Ｘ０）を算出すると変化量ΔＸは負の値となる。図示される所定の時間Δｔ２についても同様にアクセルペダル開度の変化量ΔＸは負の値となる。
【００４８】
ステップ２１１ａに示されるようにアクセルペダル開度の変化量ΔＸが零または零に比較的近い負の値である値Ｋ１よりも小さいと判定された場合には車両は減速状態にあると判断することができる。従って、このような場合にはステップ２１１ｂに進んで、アクセルペダル開度の変化量ΔＸを零にする。つまり、この場合には、全体的に加速側に表されたアクセルペダル開度の局所的な減速部分（図９を参照されたい）が無いものとして、つまりこれら減速部分が等速部分であるものとして処理される。
【００４９】
このような場合には、後のステップ２１３においてアクセルペダル開度の変化量ΔＸについての加算分が零となるので、負の値の変化量ΔＸを採用することによりハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚが小さくなるのを回避することができる。このため、図８に示されるような実施形態においては、車両加速時における局所的な減速部分の影響を抑制することができ、ドライバの加速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを高めることができる。なお、ステップ２１１ａにおいてアクセルペダル開度の変化量ΔＸが所定の値Ｋ１よりも小さくないと判定された場合には、車両は加速状態にあると判断できるのでステップ２１２に進む。
【００５０】
ところで、プログラム２００のステップ２１１ａからステップ２１１ｂにおいてはアクセルペダル開度の変化量ΔＸ、つまりハイパスフィルタ処理前の状態を対象としているのに対し、プログラム１００のステップ１１４およびステップ２１４ではハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを対象としている点で異なる。ハイパスフィルタ処理の前後においてステップ２１１ａ〜２１１ｂおよびステップ２１４での処理を行うことにより、ドライバビリティを一層向上させられるのは明らかである。
【００５１】
図３および図８を参照して説明した実施形態においては、車両加速時におけるアクセルペダル開度の最適値ＸＡの算出について説明したが、これら実施形態の場合と同様な処理を車両の減速時にも行うことが可能である。図１０は、車両減速時における本発明の他の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。図１０にフローチャートとして示されるプログラム３００も電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２またはＲＡＭ３３に予め記憶されていて、機関本体１が搭載されている車両の減速時に適宜実行されるものとする。また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、それぞれアクセルペダル開度と時間との関係、ドライバの減速要求量と時間との関係、アクセルペダル開度の最適値と時間との関係を示す他の図である。さらに、図１２はアクセルペダル開度と時間との関係を示す図９と同様な図である。
【００５２】
図１０に示されるプログラム３００の各ステップは、図８に示されるプログラム２００の各ステップとほぼ同様であるので、以下、プログラム２００とは異なる点について主に説明する。なお、車両が減速制御される場合には、図１１（ａ）に示されるように、アクセルペダル開度は概ねステップ状に低下するものとする。このため、ステップ３１１において得られるアクセルペダル開度の変化量ΔＸは負の値となる。また、図１０などで示されるＸＺはドライバの減速要求量を示すものとする。
【００５３】
プログラム３００のステップ３１１ａにおいてはステップ３１１で算出されたアクセルペダル開度の変化量ΔＸが所定の値Ｋ２よりも大きいか否かが判定される。所定の値Ｋ２は実験などにより予め定められた零または零に比較的近い正の値である。図１２に示される所定の時間Δｔ１’およびΔｔ２’は車両が減速制御される場合における局所的な加速部分である。そして、アクセルペダル開度の変化量ΔＸが所定の値Ｋ２よりも大きい場合にはステップ３１１ｂに進み、アクセルペダル開度の変化量ΔＸを零とする。図８を用いて説明したのと同様に、図１０に示される実施形態においてはこのような局所的な加速部分を零とすることにより、アクセルペダル開度の局所的な加速部分が無いものとして処理する。そして、このことにより、車両減速時における局所的な加速部分の影響を抑制することができ、ドライバの減速要求を最適に、つまり人間の感覚に近い状態で実現してドライバビリティを高めることができる。なお、図３に示されるプログラム１００のように、車両が減速制御されるときにステップ３１１ａおよび３１１ｂを省略するようにしてもよい。
【００５４】
また、ステップ３１４においては、ドライバの減速要求量ＸＺを以下の式（７）を用いて算出するものとする。
ＸＺ＝ｍｉｎ（Ｚ、０）・Ｇａ………式（７）
式（７）において、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚと零との最小値を採用しているのは、ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚが正の値である場合を除外するためである。つまり、ステップ３１４においては、ハイパスフィルタ処理の結果としてのアクセルペダル開度変化量Ｚが上に凸な挙動を示す場合にはステップ３１４においてこのような挙動が零になるようにしている。これにより、図１０に示されるプログラム３００によるアクセルペダル開度最適値ＸＡの算出を減速制御のときにのみ行うようにすることができる。これにより得られるドライバの減速要求量ＸＺは概ね図１１（ｂ）に示されるような挙動を示す。
【００５５】
最終的にステップ３２０において、図１１（ａ）に示されるようなアクセルペダル開度Ｘと図１１（ｂ）に示されるようなドライバの減速要求量ＸＺとを加算することにより、車両減速時におけるアクセルペダル開度最適値ＸＡを算出することができる。従って、車両の減速時においても、車両減速に対するドライバの要求を最も反映しているアクセルペダル開度Ｘを使用して所定の逆変換モデルから逆変換することによりドライバの減速要求量ＸＺを推定し、それにより、アクセルペダル開度の最適値ＸＡを算出しているので、ドライバの要求に応じたアクセルペダル開度の最適値ＸＡを正確に算出することができる。
【００５６】
ところで、図３、図８および図１０を参照して説明した実施形態においてはアクセルペダル開度から逆変換モデルを通じてハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを算出し、次いでドライバの加減速要求量を算出し、それにより、アクセルペダル開度の最適値を算出している。しかしながら、逆変換モデルより得られたハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを機関本体１に関する他の物理量、例えばドライバ要求トルク量に換算し、予め算出した基本要求トルクとドライバ要求トルク量とから、トルク最適値を求めるように本発明を適用することもできる。
【００５７】
図１３は、逆変換モデルを適用した応用例を説明するための図である。図１３のステップ５０１においては、アクセルペダル開度センサ４１および回転数センサ４２を通じて、アクセルペダル開度Ｘおよび機関回転数ＮＥをそれぞれ検出する。次いで、ステップ５０２において、アクセルペダル開度Ｘおよび機関回転数ＮＥの関数として予め記憶されたマップから基本要求トルクＴを算出する。なお、図１３のステップ５０２では、基本要求トルクＴを算出するのに使用される関数のマップを関数Ｆ１（Ｘ、ＮＥ）として表している。
【００５８】
次いでステップ５０３に進み、ステップ５０１で検出されたアクセルペダル開度Ｘを用いて、例えば図３の大ステップ１１０内のステップ１１１〜ステップ１１３に示される逆変換モデルから、所定の関数Ｇ１（Ｘ）を通じてハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを算出する。次いで、ステップ５０４においては、ステップ５０３で得られたハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量Ｚを、所定の関数Ｇ２（Ｚ）によりドライバ要求トルクＴＺに換算する。このとき、ゲインを調整するようにすることもできる。
【００５９】
最終的に、ステップ５０５においては、ステップ５０１で検出されたアクセルペダル開度Ｘと、ステップ５０４で算出されたドライバ要求トルクＴＺとを使用して、関数Ｆ２（Ｔ、ＴＺ）により要求されるトルク最適値ＴＡを算出する。この場合、前述したプログラムと同様に、基本要求トルクＴとドライバ要求トルクＴＺとを単に加算してもよく、またこれら基本要求トルクＴとドライバ要求トルクＴＺとを用いて他の方法により、トルク最適値ＴＡを算出することが可能となる。これにより、ドライバの要求に応じたトルク最適値最適値を正確に算出することができる。当然のことながら、トルクの代わりに、機関本体１に関する他の物理量に対して本発明を適用し、アクセルペダル開度Ｘを通じて、ドライバの要求に応じた当該物理量の最適値を算出するようにしてもよい。これにより、機関本体１における各制御をドライバの要求を反映させて制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に基づく圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】本発明に基づくアクセルペダルの一実施形態を示す側面図である。
【図３】車両加速時における本発明の第一の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】アクセルペダル開度と時間との関係を示す一つの実験例を示す図である。
【図５】（ａ）図４の一部分を簡略化して示すモデル図であり、アクセルペダル開度と時間との関係を示す図である。（ｂ）ドライバの加速要求量と時間との関係を示す図である。（ｃ）アクセルペダル開度の最適値と時間との関係を示す図である。
【図６】式（１）を説明するためのモデル図である。
【図７】式（１）および式（５）により算出されるアクセルペダル開度変化量Ｚを比較するための図である。
【図８】車両加速時における本発明の第二の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】車両加速時における本発明の第二の実施形態を説明するためのアクセルペダル開度と時間との関係を示す他の図である。
【図１０】車両減速時における本発明の他の実施形態に基づくアクセルペダル開度最適値算出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）アクセルペダル開度と時間との関係を示す他の図である。（ｂ）ドライバの加速要求量と時間との関係を示す他の図である。（ｃ）アクセルペダル開度の最適値と時間との関係を示す他の図である。
【図１２】アクセルペダル開度と時間との関係を示す図９と同様な図である。
【図１３】逆変換モデルを適用した応用例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    機関本体
３０    電子制御ユニット
６０    アクセルペダル
Ｔｓ    時定数
Ｘ    アクセルペダル開度
ＸＺ    ドライバ加減速要求量
Ｚ    ハイパスフィルタ処理後のアクセルペダル開度変化量
ΔＸ    アクセルペダル開度の変化量
【図１】
2006017072.tif 000003
【図２】
2006017072.tif 000004
【図３】
2006017072.tif 000005
【図４】
2006017072.tif 000006
【図５】
2006017072.tif 000007
【図６】
2006017072.tif 000008
【図７】
2006017072.tif 000009
【図８】
2006017072.tif 000010
【図９】
2006017072.tif 000011
【図１０】
2006017072.tif 000012
【図１１】
2006017072.tif 000013
【図１２】
2006017072.tif 000014
【図１３】
2006017072.tif 000015